Densità acqua che cos’è e come si calcola

La densità dell’acqua è di 997 kg/m³, andiamo ad approfondire al meglio in questo articolo come si calcola la densità dell’acqua e la densità specifica delle diverse tipologie di acqua presenti nel nostro pianeta.
 

La densità dell’acqua: cos’è e perché è importante

Prima di parlare specificatamente dell’acqua, capiamo cosa si indica quando si parla di densità: la densità non è altro che il rapporto tra la massa di un corpo e il suo volume, e si misura in kg/m³.

Formula densità acqua

d = m / V

Premesso ciò possiamo iniziare a parlare dell’acqua e della sua densità.

 

A differenza degli altri liquidi, la sua importanza può essere presa come punto di riferimento per confrontare tra loro i materiali.

 

Si tratta della cosiddetta densità relativa, ovvero il rapporto tra la massa di un qualsiasi corpo e la massa di un ugual volume di acqua distillata alla temperatura di 3,98 °C.

Densità acqua in base alla temperatura

 

Temperatura Acqua (°C)Densità dell’acqua (kg/m3)
100958,4
80971,8
60983,2
40992,2
30995,6502
25997,0479
22997,7735
20998,2071
15999,1026
10999,7026
4999,9720
0999,8395
-10998,117
-20993,547
-30983,854

 

Come si calcola la densità

Il calcolo della densità segue la formula m/V, che indica il rapporto tra la massa e il volume, ma nel caso dell’acqua esistono alcuni dettagli in grado di influire sulla sua densità.

 

Per calcolare la densità dell’acqua bisogna tener conto di diverse variabili, perché cambia con esse.

 

La temperatura è, ad esempio, un fattore molto importante, infatti la sua densità tende a diminuire con l’alzarsi della temperatura: ciò fa si che in una pozza, ad esempio, l’acqua fredda, più pesante, rimanga sul fondo, mentre l’acqua calda, più leggera, rimanga in superficie. Inoltre, l’acqua raggiunge la sua densità massima alla temperatura di 4°C.

 

Influisce anche la sua forma: la densità dell’acqua allo stato liquido è maggiore rispetto a quella dell’acqua allo stato solido, per via dei legami idrogeno che creano dei vuoti nella struttura del ghiaccio.

 

Un altro particolare che condiziona la densità sono le sostanze che sono disciolte nell’acqua, per cui anche la tipologia di acqua (acqua distillata, dolce e salata) incide sulla sua densità, e questo lo vedremo tra poco.

Acqua distillata, dolce e salata: come cambia la sua densità

Nel caso in cui nell’acqua siano disciolte altre sostanze a parità di pressione e temperatura, la densità aumenta, ecco perché si prende come esempio quella distillata.

 

Infatti la densità dell’acqua di mare è maggiore rispetto a quella dell’acqua distillata.

 

Inoltre, la sua densità dipende dalla salinità (aumenta con essa), dalla temperatura e anche dalla profondità in cui si trova per cui è impossibile dedurne un valore assoluto.

 

Si può quindi affermare che la densità dell’acqua distillata sia tra i tre esempi quella con la minore densità, proprio perché è la più pura.

 

Densità dell’acqua dolce

La densità dell’acqua dolce dipende invece dalle sostanze che sono disciolte in essa,  ma di norma la sua densità dell’acqua dolce è di 1000 kg/m³

 

Densità dell’acqua di mare

Si può però affermare che l’acqua più densa sia l’acqua marina: infatti la sua salinità e la profondità a cui può trovarsi, in aggiunta alle sostanze presenti, sono le variabili che influiscono maggiormente.

 

La spiegazione della maggiore densità dell’acqua salata si trova nei pesi formula dei composti salini, la densità dell’acqua di mare è di 1010 kg/m³

 

L’acqua è composta da atomi di luce relativamente idrogeno e ossigeno, che hanno pesi atomici uno e 16, rispettivamente.

 

La maggior parte dei sali è composta da atomi metallici più pesanti, come sodio, magnesio e potassio che hanno pesi atomici 23, 24 e 39, rispettivamente.

 

Gli atomi metallici possono essere legati ad altri atomi pesanti, come cloro, bromo e iodio, che hanno pesi atomici 35, 80 e 127, rispettivamente.

atomi metallici presenti nell'acqua

Densità assoluta di varie sostanze

Andiamo a riportare la densità di alcune sostanze oltre alla densità dell’acqua.

Densità del vapore acqueo

Riportiamo attraverso la tabella il valore della densità del vapore in kg/m3

Pressione a una atmosfera Densità del vapore in kg/m3
107°C0,578 kg/m3
121°C0,559 kg/m3
135°C0,540 kg/m3
149°C0,521 kg/m3
163°C0,503 kg/m3
177°C0,490 kg/m3
191°C0,474 kg/m3
204°C0,460 kg/m3
232°C0,436 kg/m3
260°C0,413 kg/m3
316°C0,373 kg/m3
371°C0,341 kg/m3
427°C0,314 kg/m3
482°C0,292 kg/m3

Densità del ghiaccio

La densità del ghiaccio è un caso anomalo passando da uno stato liquido di d=0,9998 g/m3 a uno stato solido di d=0,9168 g/m3 ma alla temperatura di 0 gradi con una pressione di una atmosfera la densità del ghiaccio è di 916,8 kg/m3

Densità dell’aria

La densità dell’aria è di 1,292 kg/m3 con una temperatura di zero gradi con una atmosfera a livello del mare, ovviamente il dato scritto precedentemente è riferito a un campione di aria priva di umidità, quindi aria secca

Densità del latte

La densità del latte può variare in base al tipo di latte, dall’alimentazione dell’animale che lo produce variandone i grassi e zuccheri ma in media il valore della densità del latte passa da un minimo di 1,020 kg/L a un massimo di 1,080 kg/L

Densità dell’olio

Una risposta esatta alla densità dell’olio non esiste in natura già dal fatto che il valore della sua densità può variare dal tipo di olive utilizzate per creare l’olio, ma un valore approssimativo si aggira intorno a 0,92 kg/dm3 con una temperatura di 0 gradi

Densità della glicerina

Il valore della densità della glicerina a 25 gradi è di 1249 kg/m3

Densità del calcestruzzo

La proprietà densità del calcestruzzo oscilla da un valore minimo di 2200 kg/m3 a un valore massimo di 2400 kg/m3 questa oscillazione è dovuta dai materiali utilizzati per la miscelazione del calcestruzzo

Densità della benzina

Anche in questo caso la densità della benzina non possiamo avere un valore univoco a causa dei vari tipi di benzina ma possiamo dire che il suo valore approssimativo è intorno ai 0,68 kg/dm3 a una temperatura di 0 gradi

Densità del mercurio

La densità del mercurio è di 13354 kg/m3 a una temperatura di 20 gradi